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通用版高考化学一轮复习
课时突破练35　水的电离和溶液的pH
必备知识基础练
1.(2024·吉林大学附中月考)中国在国际上首次拍摄到水分子内部结构照片(如图),下列关于水的叙述不正确的是(　　)
A.水的电离是吸热过程
B.相同条件下海水的Kw和纯水的Kw相同
C.温度相同时,由1H2O和2H2O分子分别构成的水的pH不相同
D.纯水的Kw改变时,水仍然呈中性
2.(2024·四川成都七中诊断)化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的稀盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗稀盐酸的体积更少
B.0.1 mol·L-1的稀盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,稀盐酸加水的体积更大
C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液的pH小于4
D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积的pH=3的稀盐酸,醋酸的电离平衡不移动
3.(2024·江西师大附中模拟)常温下,有下列四种溶液,有关叙述不正确的是(　　)
序号 ① ② ③ ④
pH 11 11 3 3
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸溶液 稀盐酸
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释至原体积的10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D.V1 L ④与V2 L ①混合,若混合后溶液pH=7,则V14.(2024·浙江宁波十校联考)室温下,下列说法正确的是(　　)
A.将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释至原体积的100倍,pH变为b和c,则a、b、c的大小关系是a>b>c
B.KNO3溶液和CH3COONH4溶液pH均为7,但两溶液中水的电离程度不相同
C.5.0×10-3 mol·L-1 KHA溶液的pH=3.75,该溶液中c(A2-)D.0.01 mol·L-1与0.001 mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)之比为10∶1
5.(2024·山西吕梁期初调研)已知液氨的性质与水相似。T ℃时,NH3+NH3N+N,N的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法中正确的是(　　)
A.在此温度下液氨的离子积为1×10-17
B.在液氨中放入金属钠,可生成NaNH2
C.恒温下,在液氨中加入NH4Cl,液氨的电离平衡正向移动
D.降温,可使液氨电离平衡逆向移动,且c(N)6.(2024·辽宁名校协作体联考)室温时,将x mL pH=a的NaOH稀溶液与y mL pH=b的稀硫酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断错误的是(　　)
A.若x=y,且a+b=14,则pH=7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH<7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
关键能力提升练
7.(2024·辽宁沈阳市郊联体联考)如图所示的酸碱溶液恰好完全中和,则下列叙述正确的是(　　)
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1>V2,则说明HA为强酸,HB为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH相等,故V1一定等于V2
D.若实验①中,V=V1,则混合溶液中c(Na+)=c(A-)
8.(2024·湖北高中名校联盟测评)常温下,向10 mL 1 mol·L-1一元酸HA溶液中,不断滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,所加碱的体积与-lg c水(H+)的关系如图所示。c水(H+)为溶液中水电离的c(H+)。下列说法不正确的是(　　)
A.常温下,Ka(HA)的数量级为10-4
B.a、b两点pH均为7
C.从a点到b点,水的电离程度先增大后减小
D.溶液的导电性逐渐增强
9.(2024·湖南长郡中学月考)25 ℃时,用0.10 mol·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 mol·L-1 H2A溶液,加入氨水的体积(V)与溶液中lg的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是(　　)
A.A点溶液的pH等于1
B.由图中数据可知,H2A为弱酸
C.B点水电离出的H+浓度为1.0×10-6 mol·L-1
D.C点溶液中c(N)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)
10.(2024·河北衡水中学调研)在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,此时c(Na+)=c(CH3COO-)
B.25 ℃时,加入CH3COONa可能引起由b向a的变化,升温可能引起由a向c的变化
C.T ℃时,将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、N、I-
11.(2024·湖北黄冈中学阶段考)某温度(T)下的溶液中,c(H+)=1.0×10-x mol·L-1, c(OH-)=1.0×10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积Kw为　　　　　,则该温度T　　　　　(填“>”“<”或“=”)25 ℃。
(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的稀盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
实验序号 Ba(OH)2溶液 的体积/mL 稀盐酸的 体积/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假设溶液混合前后的体积不变,则a=　　　　　,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=　　　　　 mol·L-1。
(3)在此温度下,将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
溶液 甲 乙 丙 丁
0.1 mol·L-1 Ba(OH)2 溶液的体积/mL 10 10 10 10
0.1 mol·L-1 NaHSO4 溶液的体积/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后,所得溶液显　　　　　(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式: 　。
③按甲方式混合后,所得溶液的pH为　　　　　(混合时,忽略溶液体积的变化)。
参考答案
1.C　解析 水是弱电解质,水的电离是吸热过程,A正确;相同温度下,电解质的稀溶液和纯水的离子积常数相同,海水是电解质的稀溶液,则相同条件下海水的Kw和纯水的Kw相同,B正确;1H2O和2H2O均为水分子,温度相同时,由1H2O和2H2O分子分别构成的水的pH相同,C错误;纯水的Kw改变时,水电离产生的H+和OH-的浓度仍然相同,则水仍然呈中性,D正确。
2.A　解析 pH均为3的稀盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液的浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗醋酸溶液的体积更少,A错误;0.1 mol·L-1的稀盐酸和0.1 mol·L-1醋酸溶液分别加水稀释至pH=5,醋酸溶液的浓度大于10-5 mol·L-1,稀盐酸的浓度等于10-5 mol·L-1,则醋酸溶液加水的体积更小,稀盐酸加水的体积更大,B正确;pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,醋酸的电离平衡正向移动,所得溶液c(H+)>10-4 mol·L-1,pH小于4,C正确;向pH=3的醋酸溶液中加入等体积的pH=3的稀盐酸,c(H+)不变,醋酸的电离平衡不移动,D正确。
3.D　解析 从平衡移动角度分析,CH3COONa电离出的CH3COO-与盐酸中的H+结合生成CH3COOH,会使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,两溶液中H+的浓度均减小,故pH均增大,A正确;假设均是强酸强碱,则物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),B正确;分别加水稀释至原体积的10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2ON+OH-右移,使①的pH>10,同理醋酸稀释后pH<4,C正确;假设均是强酸、强碱,混合后溶液呈中性,则V1=V2,但①氨水浓度远远大于④稀盐酸,故需要的①氨水少,即V1>V2,D错误。
4.B　解析 稀释氨水时,促进NH3·H2O的电离,溶液pH变化较小,将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释至原体积的100倍,pH变为b和c,a、b、c的大小关系是a>c>b,A错误;CH3COONH4溶液中的铵根离子与醋酸根离子均发生水解,促进水的电离,所以CH3COONH4溶液中水的电离程度大于KNO3溶液中水的电离程度,B正确;5.0×10-3 mol·L-1 KHA溶液的pH=3.75,显酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,则有c(A2-)>c(H2A),C错误;醋酸为弱酸,浓度越小,电离程度越大,故0.01 mol·L-1与0.001 mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)之比小于10∶1,D错误。
5.B　解析 由电离方程式可知,N与N的平衡浓度相等,都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积得液氨的离子积K=c(N)·c(N)=1×10-30,A错误;由钠与水反应可推知,2Na+2NH32NaNH2+H2↑,B正确;加入NH4Cl可使N的浓度增大,平衡逆向移动,C错误;因为电离是吸热过程,故降温使NH3+NH3N+N平衡逆向移动,c(N)和c(N)都同等程度减小,D错误。
6.C　解析 室温时,pH=a的稀NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 mol·L-1,pH=b的稀硫酸中c(H+)=10-b mol·L-1。若x=y,且a+b=14,则有=10a+b-14=1,即n(H+)=n(OH-),酸碱恰好中和,溶液呈中性,pH=7,A正确;若10x=y,且a+b=13,则有=10a+b-15=0.01,即n(H+)>n(OH-),酸过量,pH<7,B正确;若ax=by,且a+b=13,则有,由于a>b,则酸过量,pH<7,C错误;若x=10y,且a+b=14,则有=10a+b-13=10,则碱过量,pH>7,D正确。
7.D　解析 当HB为弱酸时,与NaOH溶液恰好完全中和,所得溶液的溶质为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,当HB为强酸时,与NaOH溶液恰好完全中和,所得溶液的溶质为强碱强酸盐,溶液呈中性,故实验②的混合溶液不可能呈酸性,A错误;若V1>V2,则说明HA的酸性比HB的强,但不能证明HA是强酸,B错误;pH均为2的两种酸溶液中氢离子浓度相同,由于酸的电离程度与其酸性强弱有关,若HA的酸性比HB的强,则V1>V2,反之,则V18.B　解析 由起点溶液中-lg c水(H+)=12可知,酸电离的c(H+)=10-2 mol·L-1,故Ka(HA)=10-4,A正确;从图像中可知,HA是弱酸,曲线的最高点为NaA溶液,b点溶液的溶质是NaA和NaOH,溶液呈碱性,pH>7,B错误;a点到b点,发生酸碱中和反应生成可水解的盐,然后碱过量,则水的电离程度先增大后减小,C正确;不断加入NaOH溶液,溶液中的离子总浓度不断增大,溶液的导电性逐渐增强,D正确。
9.B　解析 A点,根据c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14,lg=12,计算可得c(H+)=10-1 mol·L-1,则pH=1,0.05 mol·L-1 H2A完全电离,H2A为强酸,A正确、B错误;B点酸碱恰好完全中和生成盐(NH4)2A,lg=2,计算可得c(H+)=10-6 mol·L-1,则水电离出的H+浓度为1.0×10-6 mol·L-1,C正确;C点为(NH4)2A与NH3·H2O的混合溶液,根据lg=-4,计算可得c(H+)=10-9 mol·L-1,则pH=9,呈碱性,考虑氨水的电离平衡,则溶液中c(N)>c(A2-)>c(OH-)>c(H+),D正确。
10.D　解析 向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,因为a点溶液呈中性,根据电荷守恒规律,则有c(Na+)=c(CH3COO-),A正确;CH3COONa属于强碱弱酸盐,会发生水解,使得c(OH-)增大,可能引起由b向a的变化,升温溶液中的c(OH-)和c(H+)同时同等程度地增大,则可能引起由a向c的变化,B正确;由图像可知T ℃时Kw=10-12,将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性,C正确;由图像知b点对应的溶液呈酸性,溶液中N、I-在酸性条件下发生氧化还原反应,因此K+、Ba2+、N、I-不能大量存在,D错误。
11.答案 (1)1.0×10-12　>　(2)4　1.0×10-7
(3)①中　②Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O　③11
解析 (1)Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-(x+y),根据图像可知,x+y=12,故Kw=1.0×10-12。根据温度越高,H2O的电离程度越大,Kw也越大可知,此时T>25 ℃。
(2)此条件下,pH=6时溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3 L×1.0×10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L×1.0×10-a mol·L-1,可得a=4,即pH=4。实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+的物质的量相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,pH=11。
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